無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用研究

摘要：文章對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了簡單介紹，闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用展開了深入的研究分析，希望能夠推動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò);物聯(lián)網(wǎng);應(yīng)用

一、前言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)步，信息技術(shù)迅猛發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與人們生活之間的連接日益密切，以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)成為一種必然趨勢。以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用中不僅可以在不同時間、地點(diǎn)為人們提供服務(wù)信息，同時在交通監(jiān)測、監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、軍事偵查等方面有著非常廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮重要價值。隨著當(dāng)前人們在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等方面的研究越來越深入，物聯(lián)網(wǎng)也將迎來更為廣闊的發(fā)展空間，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用研究具有十分重要的價值和作用。

二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）以無線通信技術(shù)、MEMAS（微機(jī)電系統(tǒng)）為基礎(chǔ)發(fā)展的傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，有著多通信方式、無線、傳感器等特點(diǎn)。WSN技術(shù)的發(fā)展在無線傳感器方面有著非常大的依賴性，無線傳感器屬于微型傳感器，在手機(jī)、筆記本電腦、PAD等方面應(yīng)用廣泛，融合了通信、感知和終端等多種能力。WSN不僅有無線傳感器所具備的功能，同時還與先進(jìn)的無線通信、嵌入式等技術(shù)融合在一起，能夠?qū)崟r進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。WSN在實(shí)際應(yīng)用中收集被感知對象數(shù)據(jù)信息，傳送至指定目標(biāo)，有接收和感知雙重節(jié)點(diǎn)。WSN以MEMS技術(shù)為基礎(chǔ)，具備MEMS高集成、體系小、功耗低、價格低廉等特性，還因?yàn)槠浞植际教攸c(diǎn)，在被監(jiān)測對象方面節(jié)點(diǎn)分布具備密集性、多區(qū)域性特點(diǎn)。

三、物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)（IoT），主要是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物與物之間的相互連接，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為中心，從手機(jī)、電腦等客戶端延伸至更加具體的物品，注重用戶端體驗(yàn)，能夠?qū)⒒ヂ?lián)網(wǎng)、物品、人、傳感器等相互連接，通過智能化手段實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。IoT系統(tǒng)架構(gòu)包含有底層網(wǎng)絡(luò)、匯聚網(wǎng)關(guān)接入、互聯(lián)網(wǎng)融合和終端用戶四部分，以底層網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)，包含WSN、RFID（射頻識別）等，將具體事物信息匯聚至網(wǎng)關(guān)接入，之后對信息融合，利用互聯(lián)網(wǎng)方式發(fā)送至終端，完成物物信息向用戶的傳遞，人也可以將自己的想法和指令通過互聯(lián)網(wǎng)形式傳送至具體的物物，實(shí)現(xiàn)人、物信息之間交互。

四、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

4.1網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)容易受到黑客、病毒以及安全漏洞方面影響，造成用戶信息安全的損失，對客戶安全有嚴(yán)重影響和威脅?；赪SN的IoT應(yīng)用必須要給予網(wǎng)絡(luò)安全足夠重視，采取必要的加密、登錄驗(yàn)證、殺毒等措施，使WSN的安全性和完整性得到保證。

4.2網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)

IoT系統(tǒng)中各方面的信息交互必須要以互聯(lián)網(wǎng)為載體，網(wǎng)絡(luò)傳輸遵守一定的協(xié)議，信息傳輸按照協(xié)議規(guī)則進(jìn)行。WSN以TCP/IP協(xié)議規(guī)則為基礎(chǔ)，多為路由器傳輸協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)對各個節(jié)點(diǎn)的高效利用，提高網(wǎng)絡(luò)性能，滿足IoT多元化需要，提高傳輸效率。

4.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在有較多密集節(jié)點(diǎn)，能夠采集物物特性方面信息，一般遵循網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)順序，尤其是自身特點(diǎn)，路由間歇效率有明顯提高，可控制節(jié)點(diǎn)能耗，更好的滿足當(dāng)前實(shí)際需要。

4.4定位技術(shù)

WSN的IoT主要是實(shí)現(xiàn)對物物信息的識別和采集，因?yàn)閃SN節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)多為密集型，想要保證節(jié)點(diǎn)采集信息的準(zhǔn)確性，就必須要做好對物物位置的準(zhǔn)確定位。定位技術(shù)的應(yīng)用，通過WSN定位地理位置，能夠滿足這方面實(shí)際需要。

五、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

5.1在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

WSN應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，因?yàn)槠浔旧聿渴鸱绞降目焖傩浴㈦S機(jī)性，容錯率高，能夠取得非常好的應(yīng)用效果。WSN技術(shù)與軍事設(shè)備相結(jié)合，大量部署無線傳感器節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的放置通過炮彈發(fā)射等方式展開，放置在隱蔽區(qū)域，密度高，通過這些節(jié)點(diǎn)，采集溫度、濕度、聲音、磁場等方面信息。利用傳感器網(wǎng)絡(luò)組織，利用通信衛(wèi)生等，所采集的信息發(fā)送至控制中心，實(shí)現(xiàn)對對方動向的監(jiān)視，預(yù)測作戰(zhàn)情況，制定周密的作戰(zhàn)部署方案，提高軍隊(duì)作戰(zhàn)能力。

5.2在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能控制技術(shù)、MEMS技術(shù)等有著非常廣泛的應(yīng)用，智能控制等技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的影響已經(jīng)較為成熟。WSN與IoT相結(jié)合，在工業(yè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。工業(yè)領(lǐng)域包含有制造技術(shù)、安全生產(chǎn)領(lǐng)域等。WSN因?yàn)槠涔?jié)點(diǎn)特性，能夠降低監(jiān)測成本，擴(kuò)大監(jiān)測范圍，監(jiān)測手段操作簡單，可大范圍展開監(jiān)測工作。比如說監(jiān)測煤礦井下瓦斯含量，核電行業(yè)有毒物質(zhì)監(jiān)測等，監(jiān)測操作簡單，成本低。正是因?yàn)閃SN的這些優(yōu)勢，能夠更好的滿足當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H需要。WSN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)情況、爆炸系數(shù)、氣體濃度等的實(shí)時監(jiān)測，保證工作人員惡劣工作條件下生命健康安全，降低各類事故發(fā)生率。另外，WSN技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還能實(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)的完善，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的安全、高效開展。

5.3在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

WSN在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用十分關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)屬于我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提高能夠?yàn)槲覈鐣?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。WSN因?yàn)槠涔?jié)點(diǎn)分布密集，能夠快速部署，應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域前景廣闊。WSN在實(shí)際應(yīng)用中可監(jiān)測種地環(huán)境質(zhì)量、溫度、濕度等，尤其在大棚和地窖等方面的監(jiān)測，具有十分重要的意義和價值。另外，地下的WSN還能實(shí)現(xiàn)對土壤狀況、各類元素含量、營養(yǎng)狀況的監(jiān)測，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的提高。

5.4應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)療、護(hù)理領(lǐng)域不斷有新的加測設(shè)備、醫(yī)療器械等出現(xiàn)，這些新的設(shè)備器械大量使用計(jì)算機(jī)、MEMS等技術(shù)，WSN在醫(yī)療領(lǐng)域同樣有著非常好的應(yīng)用前景。比如說將傳感器安裝在患者身體上，能夠?qū)崿F(xiàn)對患者血壓、體溫等生理信息的實(shí)時監(jiān)測，傳感器將加測數(shù)據(jù)發(fā)送給醫(yī)生，醫(yī)生根據(jù)數(shù)據(jù)信息判斷患者病情變化，同時還能將信息匯總，對于新設(shè)備和藥物的研究提供依據(jù)。另外，傳感器節(jié)點(diǎn)還可以應(yīng)用在家庭護(hù)理等方面，實(shí)現(xiàn)對老年人以及病人生活起居的監(jiān)測，判斷是否需要為其提供幫助。

5.5應(yīng)用在智能家居領(lǐng)域

當(dāng)前家庭電子產(chǎn)品數(shù)量越來越多，包含洗衣機(jī)、冰箱、掃地機(jī)器人等，都可實(shí)現(xiàn)智能控制，將WSN應(yīng)用在家庭電子產(chǎn)品控制中，即使不在家，也能夠?qū)崿F(xiàn)對家庭電器的操作和控制。不僅能夠保證家居安全，同時還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和智能生活。

六、總結(jié)

未來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將逐漸從物流領(lǐng)域向著物體互聯(lián)以及全智能化等方向發(fā)展，國家當(dāng)前對于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著非常高的重視，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的研究和完善，將會為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)時代的到來帶來了千載難逢的機(jī)遇，而無線傳感器技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)或不可缺的應(yīng)用技術(shù)，它的突破性研究，必將促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，推動各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)步促進(jìn)世界信息化的發(fā)展與建設(shè)。

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項(xiàng)目編號：2019教育部協(xié)同育人項(xiàng)目編號：201901134069

作者簡介：彭家和，男 ，1966.06 ，云南大理 ，碩士 ，教授， 研究方向：通信網(wǎng)絡(luò)工程